[发明专利]一种基于纸团状石墨烯微球改性的复合橡胶及其制备方法

权利要求书

1.一种基于纸团状石墨烯微球改性的复合橡胶，其特征在于，按质量份计包括如下组分：100份橡胶、0.1~10份纸团状石墨烯微球、0.5~5份硫化剂、3~10份硫化促进剂和5~20份其他助剂；所述纸团状石墨烯微球由单层石墨烯片皱褶而成，微球直径为500nm~5μm，密度为0.2~0.4g/cm³，碳氧比为20~60，比表面积低于200m²/g；所述纸团状石墨烯微球由以下步骤制备得到：

（1）通过雾化干燥法将单层氧化石墨烯分散液干燥，得到氧化石墨烯微球；所述单层氧化石墨烯分散液中，含有还原剂，所述还原剂为碘化氢、溴化氢、水合肼、维生素C或硼氢化钠；还原剂与单层氧化石墨烯质量比为0.1~10；

（2）将步骤（1）得到的氧化石墨烯微球，置于还原性气体氛围中进行还原，得到还原氧化石墨烯微球；

（3）将步骤（2）得到的还原氧化石墨烯微球进行高温处理，温度高于1000℃，得到纸团状石墨烯微球。

2.根据权利要求1所述的复合橡胶，其特征在于，所述步骤（1）中的雾化干燥温度为100~200℃。

3.根据权利要求1所述的复合橡胶，其特征在于，所述步骤（2）中的还原性气氛为水合肼蒸汽、氢碘酸蒸汽、氢溴酸蒸汽中的一种或多种；还原条件为：在60~200℃下还原30min~48h。

4.根据权利要求1所述的复合橡胶，其特征在于，所述步骤（3）中的高温处理温度为2500~3000℃；高温处理气氛为氮气、氦气、氢气氩气混合气、氩气中的一种，处理时间为30min~48h。

5.根据权利要求1所述的复合橡胶，其特征在于，所述橡胶为天然橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的复合橡胶，其特征在于，所述硫化剂为硫磺、过氧化物、金属氧化物、树脂类硫化剂、含硫有机物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的复合橡胶，其特征在于，所述其他助剂包括：2~5份硬脂酸、0.5~2防老剂、0.5~3份液体石蜡、2~10份氧化锌。

8.如权利要求1-7任一项所述的复合橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将橡胶、纸团状石墨烯微球、硫化促进剂和其他助剂加入密炼机中混炼10~30min，混炼温度为40~90℃，之后静置5~8h；

（2）将静置后的混料和硫化剂置于40~90^oC的开炼机中进行混炼，最后放在平板硫化机上硫化，在150~180℃下硫化10~40min。